src/StdMeshers/StdMeshers_Regular_1D.cxx

   1 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
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  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 //  See http://www.opencascade.org/SALOME/ or email : webmaster.salome@opencascade.org
  21 //
  22 //
  23 //
  24 //  File   : StdMeshers_Regular_1D.cxx
  25 //           Moved here from SMESH_Regular_1D.cxx
  26 //  Author : Paul RASCLE, EDF
  27 //  Module : SMESH
  28 //  $Header$
  29
  30 using namespace std;
  31
  32 #include "StdMeshers_Regular_1D.hxx"
  33 #include "SMESH_Gen.hxx"
  34 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  35
  36 #include "StdMeshers_LocalLength.hxx"
  37 #include "StdMeshers_NumberOfSegments.hxx"
  38 #include "StdMeshers_Arithmetic1D.hxx"
  39 #include "StdMeshers_StartEndLength.hxx"
  40 #include "StdMeshers_Deflection1D.hxx"
  41
  42 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
  43 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  44 #include "SMDS_EdgePosition.hxx"
  45 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  46
  47 #include "utilities.h"
  48
  49 #include <BRep_Tool.hxx>
  50 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  51 #include <TopoDS_Shape.hxx>
  52 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  53 #include <GeomAdaptor_Curve.hxx>
  54 #include <GCPnts_AbscissaPoint.hxx>
  55 #include <GCPnts_UniformAbscissa.hxx>
  56 #include <GCPnts_UniformDeflection.hxx>
  57 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  58 #include <Precision.hxx>
  59
  60 #include <string>
  61 //#include <algorithm>
  62
  63 //=============================================================================
  64 /*!
  65  *
  66  */
  67 //=============================================================================
  68
  69 StdMeshers_Regular_1D::StdMeshers_Regular_1D(int hypId, int studyId,
  70         SMESH_Gen * gen):SMESH_1D_Algo(hypId, studyId, gen)
  71 {
  72         MESSAGE("StdMeshers_Regular_1D::StdMeshers_Regular_1D");
  73         _name = "Regular_1D";
  74         _shapeType = (1 << TopAbs_EDGE);
  75
  76         _compatibleHypothesis.push_back("LocalLength");
  77         _compatibleHypothesis.push_back("NumberOfSegments");
  78         _compatibleHypothesis.push_back("StartEndLength");
  79         _compatibleHypothesis.push_back("Deflection1D");
  80         _compatibleHypothesis.push_back("Arithmetic1D");
  81 }
  82
  83 //=============================================================================
  84 /*!
  85  *
  86  */
  87 //=============================================================================
  88
  89 StdMeshers_Regular_1D::~StdMeshers_Regular_1D()
  90 {
  91 }
  92
  93 //=============================================================================
  94 /*!
  95  *
  96  */
  97 //=============================================================================
  98
  99 bool StdMeshers_Regular_1D::CheckHypothesis
 100                          (SMESH_Mesh& aMesh,
 101                           const TopoDS_Shape& aShape,
 102                           SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
 103 {
 104   _hypType = NONE;
 105
 106   const list <const SMESHDS_Hypothesis * >&hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 107   if (hyps.size() == 0)
 108   {
 109     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 110     return false;  // can't work without a hypothesis
 111   }
 112
 113   // use only the first hypothesis
 114   const SMESHDS_Hypothesis *theHyp = hyps.front();
 115
 116   string hypName = theHyp->GetName();
 117
 118   if (hypName == "LocalLength")
 119   {
 120     const StdMeshers_LocalLength * hyp =
 121       dynamic_cast <const StdMeshers_LocalLength * >(theHyp);
 122     ASSERT(hyp);
 123     _value[ BEG_LENGTH_IND ] = _value[ END_LENGTH_IND ] = hyp->GetLength();
 124     ASSERT( _value[ BEG_LENGTH_IND ] > 0 );
 125     _hypType = LOCAL_LENGTH;
 126     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 127   }
 128
 129   else if (hypName == "NumberOfSegments")
 130   {
 131     const StdMeshers_NumberOfSegments * hyp =
 132       dynamic_cast <const StdMeshers_NumberOfSegments * >(theHyp);
 133     ASSERT(hyp);
 134     _value[ NB_SEGMENTS_IND  ] = hyp->GetNumberOfSegments();
 135     _value[ SCALE_FACTOR_IND ] = hyp->GetScaleFactor();
 136     ASSERT( _value[ NB_SEGMENTS_IND ] > 0 );
 137     _hypType = NB_SEGMENTS;
 138     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 139   }
 140
 141   else if (hypName == "Arithmetic1D")
 142   {
 143     const StdMeshers_Arithmetic1D * hyp =
 144       dynamic_cast <const StdMeshers_Arithmetic1D * >(theHyp);
 145     ASSERT(hyp);
 146     _value[ BEG_LENGTH_IND ] = hyp->GetLength( true );
 147     _value[ END_LENGTH_IND ] = hyp->GetLength( false );
 148     ASSERT( _value[ BEG_LENGTH_IND ] > 0 && _value[ END_LENGTH_IND ] > 0 );
 149     _hypType = ARITHMETIC_1D;
 150     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 151   }
 152
 153   else if (hypName == "StartEndLength")
 154   {
 155     const StdMeshers_StartEndLength * hyp =
 156       dynamic_cast <const StdMeshers_StartEndLength * >(theHyp);
 157     ASSERT(hyp);
 158     _value[ BEG_LENGTH_IND ] = hyp->GetLength( true );
 159     _value[ END_LENGTH_IND ] = hyp->GetLength( false );
 160     ASSERT( _value[ BEG_LENGTH_IND ] > 0 && _value[ END_LENGTH_IND ] > 0 );
 161     _hypType = BEG_END_LENGTH;
 162     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 163   }
 164
 165   else if (hypName == "Deflection1D")
 166   {
 167     const StdMeshers_Deflection1D * hyp =
 168       dynamic_cast <const StdMeshers_Deflection1D * >(theHyp);
 169     ASSERT(hyp);
 170     _value[ DEFLECTION_IND ] = hyp->GetDeflection();
 171     ASSERT( _value[ DEFLECTION_IND ] > 0 );
 172     _hypType = DEFLECTION;
 173     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 174   }
 175   else
 176     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_INCOMPATIBLE;
 177
 178   return ( _hypType != NONE );
 179 }
 180
 181 //=============================================================================
 182 /*!
 183  *
 184  */
 185 //=============================================================================
 186 bool StdMeshers_Regular_1D::computeInternalParameters(const TopoDS_Edge& theEdge,
 187                                                       list<double> &     theParams) const
 188 {
 189   theParams.clear();
 190
 191   double f, l;
 192   Handle(Geom_Curve) Curve = BRep_Tool::Curve(theEdge, f, l);
 193   GeomAdaptor_Curve C3d(Curve);
 194
 195   double length = EdgeLength(theEdge);
 196   //SCRUTE(length);
 197
 198   switch( _hypType )
 199   {
 200   case LOCAL_LENGTH:
 201   case NB_SEGMENTS: {
 202
 203     double eltSize = 1;
 204     if ( _hypType == LOCAL_LENGTH )
 205     {
 206       double nbseg = ceil(length / _value[ BEG_LENGTH_IND ]); // integer sup
 207       if (nbseg <= 0)
 208         nbseg = 1;                        // degenerated edge
 209       eltSize = length / nbseg;
 210     }
 211     else
 212     {
 213       double epsilon = 0.001;
 214       if (fabs(_value[ SCALE_FACTOR_IND ] - 1.0) > epsilon)
 215       {
 216         double alpha =
 217           pow( _value[ SCALE_FACTOR_IND ], 1.0 / (_value[ NB_SEGMENTS_IND ] - 1));
 218         double factor =
 219           length / (1 - pow( alpha,_value[ NB_SEGMENTS_IND ]));
 220
 221         int i, NbPoints = 1 + (int) _value[ NB_SEGMENTS_IND ];
 222         for ( i = 2; i < NbPoints; i++ )
 223         {
 224           double param = factor * (1 - pow(alpha, i - 1));
 225           theParams.push_back( param );
 226         }
 227         return true;
 228       }
 229       else
 230       {
 231         eltSize = length / _value[ NB_SEGMENTS_IND ];
 232       }
 233     }
 234
 235     GCPnts_UniformAbscissa Discret(C3d, eltSize, f, l);
 236     if ( !Discret.IsDone() )
 237       return false;
 238
 239     int NbPoints = Discret.NbPoints();
 240     for ( int i = 2; i < NbPoints; i++ )
 241     {
 242       double param = Discret.Parameter(i);
 243       theParams.push_back( param );
 244     }
 245     return true;
 246   }
 247
 248   case BEG_END_LENGTH: {
 249
 250     // geometric progression: SUM(n) = ( a1 - an * q ) / ( 1 - q ) = length
 251
 252     double a1 = _value[ BEG_LENGTH_IND ];
 253     double an = _value[ END_LENGTH_IND ];
 254     double q  = ( length - a1 ) / ( length - an );
 255
 256     double U1 = Min ( f, l );
 257     double Un = Max ( f, l );
 258     double param = U1;
 259     double eltSize = a1;
 260     while ( 1 ) {
 261       // computes a point on a curve <C3d> at the distance <eltSize>
 262       // from the point of parameter <param>.
 263       GCPnts_AbscissaPoint Discret( C3d, eltSize, param );
 264       if ( !Discret.IsDone() ) break;
 265       param = Discret.Parameter();
 266       if ( param < Un )
 267         theParams.push_back( param );
 268       else
 269         break;
 270       eltSize *= q;
 271     }
 272     if ( a1 + an < length ) {
 273       // compensate error
 274       double Ln = GCPnts_AbscissaPoint::Length( C3d, theParams.back(), Un );
 275       double dLn = an - Ln;
 276       if ( dLn < 0.5 * an )
 277         dLn = -dLn;
 278       else {
 279         theParams.pop_back();
 280         Ln = GCPnts_AbscissaPoint::Length( C3d, theParams.back(), Un );
 281         dLn = an - Ln;
 282         if ( dLn < 0.5 * an )
 283           dLn = -dLn;
 284       }
 285       double dUn = dLn * ( Un - U1 ) / length;
 286 //       SCRUTE( Ln );
 287 //       SCRUTE( dLn );
 288 //       SCRUTE( dUn );
 289       list<double>::reverse_iterator itU = theParams.rbegin();
 290       int i, n = theParams.size();
 291       for ( i = 1 ; i < n; itU++, i++ ) {
 292         (*itU) += dUn;
 293         dUn /= q;
 294       }
 295     }
 296
 297     return true;
 298   }
 299
 300   case DEFLECTION: {
 301
 302     GCPnts_UniformDeflection Discret(C3d, _value[ DEFLECTION_IND ], true);
 303     if ( !Discret.IsDone() )
 304       return false;
 305
 306     int NbPoints = Discret.NbPoints();
 307     for ( int i = 2; i < NbPoints; i++ )
 308     {
 309       double param = Discret.Parameter(i);
 310       theParams.push_back( param );
 311     }
 312     return true;
 313
 314   }
 315
 316   case ARITHMETIC_1D: {
 317         // arithmetic progression: SUM(n) = ( an - a1 + q ) * ( a1 + an ) / ( 2 * q ) = length
 318
 319     double a1 = _value[ BEG_LENGTH_IND ];
 320     double an = _value[ END_LENGTH_IND ];
 321
 322     double nd = (2 * length) / (an + a1) - 1;
 323     int n = int(nd);
 324     if(n != nd)
 325       n++;
 326
 327     double q = ((2 * length) / (n + 1) - 2 * a1) / n;
 328     double U1 = Min ( f, l );
 329     double Un = Max ( f, l );
 330     double param = U1;
 331     double eltSize = a1;
 332
 333     double L=0;
 334     while ( 1 ) {
 335       L+=eltSize;
 336       // computes a point on a curve <C3d> at the distance <eltSize>
 337       // from the point of parameter <param>.
 338       GCPnts_AbscissaPoint Discret( C3d, eltSize, param );
 339       if ( !Discret.IsDone() ) break;
 340       param = Discret.Parameter();
 341       if ( fabs(param - Un) > Precision::Confusion() && param < Un) {
 342         theParams.push_back( param );
 343       }
 344       else
 345         break;
 346       eltSize += q;
 347     }
 348
 349     return true;
 350   }
 351
 352   default:;
 353   }
 354
 355   return false;
 356 }
 357
 358 //=============================================================================
 359 /*!
 360  *
 361  */
 362 //=============================================================================
 363
 364 bool StdMeshers_Regular_1D::Compute(SMESH_Mesh & aMesh, const TopoDS_Shape & aShape)
 365 {
 366   MESSAGE("StdMeshers_Regular_1D::Compute");
 367
 368   if ( _hypType == NONE )
 369     return false;
 370
 371   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 372   aMesh.GetSubMesh(aShape);
 373
 374   const TopoDS_Edge & EE = TopoDS::Edge(aShape);
 375   TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(EE.Oriented(TopAbs_FORWARD));
 376
 377   double f, l;
 378   Handle(Geom_Curve) Curve = BRep_Tool::Curve(E, f, l);
 379
 380   TopoDS_Vertex VFirst, VLast;
 381   TopExp::Vertices(E, VFirst, VLast);   // Vfirst corresponds to f and Vlast to l
 382
 383   ASSERT(!VFirst.IsNull());
 384   SMDS_NodeIteratorPtr lid= aMesh.GetSubMesh(VFirst)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 385   if (!lid->more())
 386   {
 387     MESSAGE (" NO NODE BUILT ON VERTEX ");
 388     return false;
 389   }
 390   const SMDS_MeshNode * idFirst = lid->next();
 391
 392   ASSERT(!VLast.IsNull());
 393   lid=aMesh.GetSubMesh(VLast)->GetSubMeshDS()->GetNodes();
 394   if (!lid->more())
 395   {
 396     MESSAGE (" NO NODE BUILT ON VERTEX ");
 397     return false;
 398   }
 399   const SMDS_MeshNode * idLast = lid->next();
 400
 401   if (!Curve.IsNull())
 402   {
 403     list< double > params;
 404     try {
 405       if ( ! computeInternalParameters( E, params ))
 406         return false;
 407     }
 408     catch ( Standard_Failure ) {
 409       return false;
 410     }
 411
 412     // edge extrema (indexes : 1 & NbPoints) already in SMDS (TopoDS_Vertex)
 413     // only internal nodes receive an edge position with param on curve
 414
 415     const SMDS_MeshNode * idPrev = idFirst;
 416
 417     for (list<double>::iterator itU = params.begin(); itU != params.end(); itU++)
 418     {
 419       double param = *itU;
 420       gp_Pnt P = Curve->Value(param);
 421
 422       //Add the Node in the DataStructure
 423       SMDS_MeshNode * node = meshDS->AddNode(P.X(), P.Y(), P.Z());
 424       meshDS->SetNodeOnEdge(node, E);
 425
 426       // **** edgePosition associe au point = param.
 427       SMDS_EdgePosition* epos =
 428         dynamic_cast<SMDS_EdgePosition *>(node->GetPosition().get());
 429       epos->SetUParameter(param);
 430
 431       SMDS_MeshEdge * edge = meshDS->AddEdge(idPrev, node);
 432       meshDS->SetMeshElementOnShape(edge, E);
 433       idPrev = node;
 434     }
 435     SMDS_MeshEdge* edge = meshDS->AddEdge(idPrev, idLast);
 436     meshDS->SetMeshElementOnShape(edge, E);
 437   }
 438   else
 439   {
 440     // Edge is a degenerated Edge : We put n = 5 points on the edge.
 441     int NbPoints = 5;
 442     BRep_Tool::Range(E, f, l);
 443     double du = (l - f) / (NbPoints - 1);
 444     //MESSAGE("************* Degenerated edge! *****************");
 445
 446     TopoDS_Vertex V1, V2;
 447     TopExp::Vertices(E, V1, V2);
 448     gp_Pnt P = BRep_Tool::Pnt(V1);
 449
 450     const SMDS_MeshNode * idPrev = idFirst;
 451     for (int i = 2; i < NbPoints; i++)
 452     {
 453       double param = f + (i - 1) * du;
 454       SMDS_MeshNode * node = meshDS->AddNode(P.X(), P.Y(), P.Z());
 455       meshDS->SetNodeOnEdge(node, E);
 456
 457       SMDS_EdgePosition* epos =
 458         dynamic_cast<SMDS_EdgePosition*>(node->GetPosition().get());
 459       epos->SetUParameter(param);
 460
 461       SMDS_MeshEdge * edge = meshDS->AddEdge(idPrev, node);
 462       meshDS->SetMeshElementOnShape(edge, E);
 463       idPrev = node;
 464     }
 465     SMDS_MeshEdge * edge = meshDS->AddEdge(idPrev, idLast);
 466     meshDS->SetMeshElementOnShape(edge, E);
 467   }
 468   return true;
 469 }
 470
 471 //=============================================================================
 472 /*!
 473  *  See comments in SMESH_Algo.cxx
 474  */
 475 //=============================================================================
 476
 477 const list <const SMESHDS_Hypothesis *> & StdMeshers_Regular_1D::GetUsedHypothesis(
 478         SMESH_Mesh & aMesh, const TopoDS_Shape & aShape)
 479 {
 480   _usedHypList.clear();
 481   _usedHypList = GetAppliedHypothesis(aMesh, aShape);   // copy
 482   int nbHyp = _usedHypList.size();
 483   if (nbHyp == 0)
 484   {
 485     // Check, if propagated from some other edge
 486     TopoDS_Shape aMainEdge;
 487     if (aShape.ShapeType() == TopAbs_EDGE &&
 488         aMesh.IsPropagatedHypothesis(aShape, aMainEdge))
 489     {
 490       // Propagation of 1D hypothesis from <aMainEdge> on this edge
 491       _usedHypList = GetAppliedHypothesis(aMesh, aMainEdge);    // copy
 492       nbHyp = _usedHypList.size();
 493     }
 494   }
 495   if (nbHyp == 0)
 496   {
 497     TopTools_ListIteratorOfListOfShape ancIt( aMesh.GetAncestors( aShape ));
 498     for (; ancIt.More(); ancIt.Next())
 499     {
 500       const TopoDS_Shape& ancestor = ancIt.Value();
 501       _usedHypList = GetAppliedHypothesis(aMesh, ancestor);     // copy
 502       nbHyp = _usedHypList.size();
 503       if (nbHyp == 1)
 504         break;
 505     }
 506   }
 507   if (nbHyp > 1)
 508     _usedHypList.clear();       //only one compatible hypothesis allowed
 509   return _usedHypList;
 510 }
 511
 512 //=============================================================================
 513 /*!
 514  *
 515  */
 516 //=============================================================================
 517
 518 ostream & StdMeshers_Regular_1D::SaveTo(ostream & save)
 519 {
 520   return save;
 521 }
 522
 523 //=============================================================================
 524 /*!
 525  *
 526  */
 527 //=============================================================================
 528
 529 istream & StdMeshers_Regular_1D::LoadFrom(istream & load)
 530 {
 531   return load;
 532 }
 533
 534 //=============================================================================
 535 /*!
 536  *
 537  */
 538 //=============================================================================
 539
 540 ostream & operator <<(ostream & save, StdMeshers_Regular_1D & hyp)
 541 {
 542   return hyp.SaveTo( save );
 543 }
 544
 545 //=============================================================================
 546 /*!
 547  *
 548  */
 549 //=============================================================================
 550
 551 istream & operator >>(istream & load, StdMeshers_Regular_1D & hyp)
 552 {
 553   return hyp.LoadFrom( load );
 554 }